阅读说明：本技术 一种新型组合式油气回收系统及油气回收方法 (Novel combined oil gas recovery system and oil gas recovery method ) 是由 汪剑辉 陈叶青 薛恒 吕林梅 陈经 赵强 朱新华 于 2020-07-23 设计创作，主要内容包括：一种新型组合式油气回收系统及油气回收方法,所述的油气回收系统包括油气吸附/解吸模块Ⅰ、油气吸附/解吸模块Ⅱ、油气进入管路、解吸气进入管路、解吸油气排出管路、尾气排出管路；所述的油气吸附/解吸模块Ⅰ和油气吸附/解吸模块Ⅱ结构一致,均包括罐体、解吸进口、解吸出口、油气进口和尾气出口；所述的油气进入管路上设置有依次连接的风机、电磁阀和油气浓度仪。该新型组合式油气回收方法采用在罐体侧面均布设置水平相对的解吸进口和解吸出口,使得水平方向的解吸气流均匀分布,保证吸附剂均匀受热,提高解吸效率,油气吸附/解吸模块Ⅰ、油气吸附/解吸模块Ⅱ在控制模块的作用下吸附、解吸工作模式切换进行,实现油气回收连续不停机运行。(A novel combined oil gas recovery system and an oil gas recovery method are disclosed, wherein the oil gas recovery system comprises an oil gas adsorption/desorption module I, an oil gas adsorption/desorption module II, an oil gas inlet pipeline, a desorbed oil gas discharge pipeline and a tail gas discharge pipeline; the oil gas adsorption/desorption module I and the oil gas adsorption/desorption module II have the same structure and respectively comprise a tank body, a desorption inlet, a desorption outlet, an oil gas inlet and a tail gas outlet; the oil gas inlet pipeline is provided with a fan, an electromagnetic valve and an oil gas concentration meter which are connected in sequence. The novel combined type oil gas recovery method is characterized in that desorption inlets and desorption outlets which are horizontally opposite are uniformly distributed on the side face of the tank body, so that desorption air flow in the horizontal direction is uniformly distributed, uniform heating of an adsorbent is guaranteed, desorption efficiency is improved, the oil gas adsorption/desorption module I and the oil gas adsorption/desorption module II are switched between adsorption and desorption working modes under the action of the control module, and continuous non-stop operation of oil gas recovery is realized.)

一种新型组合式油气回收系统及油气回收方法

技术领域

本发明属于油气回收技术领域，具体涉及一种新型组合式油气回收系统及油气回收方法。

背景技术

随着经济和工业的发展，汽油、柴油等燃油的消耗在不断地快速增加，而燃油的挥发性强，在油罐区、罐车装载、卸载、燃油使用过程中难免会发产生油气，油气处理不当会形成化学烟雾排放到大气中，危及安全生产又污染环境，同时油气的排放必须满足国家规定的排放标准，因此必须对油气进行回收。传统的用于油气回收的罐体采用下进上出的方式，并且解吸气从一个进口进入解吸罐进行解吸，但从一个口抽真空解吸时的解吸效果不好，而且解吸时间也比较长，解吸效率低，达不到使用要求。

发明内容

本发明的目的是设计一种新型组合式油气回收系统及油气回收方法，该油气回收系统采用两个罐体，利用设置在罐体侧面均匀布置且水平相对的解吸进口和解吸出口，使得水平方向的解吸气气流分布更均匀，同时两个罐体吸附、解吸工作模式交换进行，实现油气吸附、解吸的反复循环，连续不停机运行，提高工作效率。

本发明的目的可采用如下技术方案来实现：一种新型组合式油气回收系统及油气回收方法，所述的油气回收系统包括油气吸附/解吸模块Ⅰ、油气吸附/解吸模块Ⅱ、油气进入管路、解吸气进入管路、解吸油气排出管路、尾气排出管路和控制模块；所述的油气吸附/解吸模块Ⅰ和油气吸附/解吸模块Ⅱ结构一致，均包括罐体、解吸进口、解吸出口、油气进口和尾气出口；所述的解吸进口和解吸出口水平相对设置在罐体的侧面且均布排列；所述的油气进口设置在罐体的底部；所述的尾气出口设置在罐体顶部；所述的油气进入管路上设置有依次连接的风机、电磁阀和油气浓度仪，油气进入管路分别与油气吸附/解吸模块Ⅰ和油气吸附/解吸模块Ⅱ的油气进口连接；所述的解吸气进入管路包括依次连接的电磁阀、换热器、电加热器和温度传感器，解吸气进入管路分别与油气吸附/解吸模块Ⅰ和油气吸附/解吸模块Ⅱ的解吸进口连接；所述的解吸油气排出管路包括电磁阀、油气浓度仪和真空泵，真空泵与油气浓度仪串联，并通过电磁阀分别与油气吸附/解吸模块Ⅰ和油气吸附/解吸模块Ⅱ的解吸出口连接；所述的尾气排出管路由尾气主管路、尾气换热管路和尾气旁通管路组成，尾气主管路分别与油气吸附/解吸模块Ⅰ和油气吸附/解吸模块Ⅱ的尾气出口连接，尾气换热管路和尾气旁通管路从尾气主管路分支，尾气换热管路与解吸气进入管路的换热器连接。

所述的罐体内设置有吸附剂和金属吸附床层，吸附剂为活性炭、疏水硅胶或分子筛，金属吸附床层为金属格栅板，金属格栅板通过焊接与罐体连接，金属格栅的宽度大于吸附剂的直径。

所述的油气进入管路上的风机、电磁阀和油气浓度仪均与控制模块电连接；所述的风机为罗茨鼓风机 。

所述的解吸气进入管路上的电磁阀、温度传感器均与控制模块电连接。

所述的解吸油气排出管路上的油气浓度仪和电磁阀均与控制模块电连接；所述的真空泵为螺杆真空泵。

所述的尾气主管路上设置有油气浓度仪，油气浓度仪一端连接在罐体的尾气出口处，另一端与尾气旁通管路上的电磁阀连接，电磁阀和油气浓度仪均与控制模块电连接；

所述的尾气换热管路上设置有防止吸附尾气流进罐体内的单向阀，

所述的罐体侧面的解吸进口和解吸出口的数量均大于二。

所述的控制模块为PLC控制器，控制模块分别与油气进入管路、解吸气进入管路、尾气排出管路，解吸油气排出管路电连接。

所述的新型组合式油气回收系统的油气回收方法，采用在罐体侧面均布设置的水平相对的解吸进口和解吸出口，使得水平方向的解吸气流均匀分布，保证吸附剂均匀受热，油气吸附/解吸模块Ⅰ、油气吸附/解吸模块Ⅱ在控制模块的作用下吸附、解吸工作模式切换进行，实现油气回收连续不停机运行，具体包括如下过程：

a、油气吸附/解吸模块Ⅰ吸附油气：油气在风机的带动下进入油气进入管路，控制模块控制油气进入管路的电磁阀使油气进入油气吸附/解吸模块Ⅰ的罐体内，由油气吸附/解吸模块Ⅰ吸附油气；

b、油气吸附/解吸模块Ⅰ解吸油气、油气吸附/解吸模块Ⅱ吸附油气：控制模块检测到油气吸附/解吸模块Ⅰ的罐体进出口油气浓度差值小于设定值C1时，控制模块控制解吸气进入管路的电磁阀使解吸气进入油气吸附/解吸模块Ⅰ的罐体内进行油气解吸，同时控制模块控制油气进入管路的电磁阀使油气进入油气吸附/解吸模块Ⅱ的罐体内，由油气吸附/解吸模块Ⅱ吸附油气；当控制模块检测到油气吸附/解吸模块Ⅰ解吸出口的油气浓度低于设定值C2时，则油气吸附/解吸模块Ⅰ完成解吸；

c、油气吸附/解吸模块Ⅰ、油气吸附/解吸模块Ⅱ工作模式切换及循环：同上，油气吸附/解吸模块Ⅱ在控制模块的作用下进行吸附-解吸工作，如此使油气吸附/解吸模块Ⅰ、油气吸附/解吸模块Ⅱ实现油气吸附-解吸的反复循环。

本发明的有益效果是，与现有技术相比：

（1）本发明将解吸气进出口布置在罐体的侧面，并且均匀布置多个，使得水平方向的解吸气气流分布更均匀，保证吸附剂能更均匀地受热，提高解吸效率；

（2）本发明在罐体中采用金属床层，解吸过程中增强了高温解吸气对吸附剂的导热效果，使得解吸气的热量能更好地传递给吸附剂，提高了解吸效率；在油气吸附过程中使用金属吸附床层吸附时产生的吸附热更容易传递给进入罐体的油气，从而有助于缓解油气吸附过程中由于吸附剂吸附热过高对吸附剂造成的损害；

（3）本发明将吸附产生的大量热量提供给解吸气进入管路的解吸气，可以减少单纯用电加热器给解吸气升温带来的电力消耗。

（4）本发明采用两个罐体，实现吸附、解吸工作模式切换进行，油气回收连续不停机运行，提高工作效率。

（5）本发明通过监测罐体进出口油气浓度差来实现罐体从吸附到解吸的切换，切换逻辑简单易控。

附图说明

图1为本发明的油气回收系统结构示意图；

图2为本发明油气回收系统中金属吸附床层的结构示意图；

图3为本发明实施例油气回收系统工作模式（1）工作原理图；

图4为本发明实施例油气回收系统工作模式（2）工作原理图；

图中标记：1、电磁阀Ⅰ，2、换热器Ⅰ，3、单向阀Ⅰ，4、换热器Ⅱ，5、单向阀Ⅱ，6、电加热器Ⅰ，7、电加热器Ⅱ，8、温度传感器Ⅰ，9、温度传感器Ⅱ，10、罐体Ⅰ，11、罐体Ⅱ，12、电磁阀Ⅱ，13、电磁阀Ⅲ，14、电磁阀Ⅳ，15、电磁阀Ⅴ，16、风机，17、真空泵，18、电磁阀Ⅵ，19、油气浓度仪Ⅰ，20、油气浓度仪Ⅱ，21、油气浓度仪Ⅲ，22、油气浓度仪Ⅳ，23、油气浓度仪Ⅴ，24、电磁阀Ⅶ，25、电磁阀Ⅷ，26、解吸进口Ⅰ，27、解吸出口Ⅰ，28、解吸进口Ⅱ，29、解吸出口Ⅱ，30、油气进口Ⅰ，31、尾气出口Ⅰ，32、油气进口Ⅱ，33、尾气出口Ⅱ，34、金属吸附床层。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明，本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

以下实施例所述的连接均指通过管道连接，所述的解吸气为氮气。

如图1、图2所示，一种新型组合式油气回收系统及油气回收方法，所述的油气回收系统包括油气吸附/解吸模块Ⅰ、油气吸附/解吸模块Ⅱ、油气进入管路、解吸气进入管路、解吸油气排出管路、尾气排出管路和控制模块；所述油气吸附/解吸模块Ⅰ和油气吸附/解吸模块Ⅱ结构一致，油气吸附/解吸模块Ⅰ包括罐体Ⅰ10、设置在罐体Ⅰ10侧面均布排列且水平相对的解吸进口Ⅰ26和解吸出口Ⅰ27、设置在罐体Ⅰ 10底部的油气进口Ⅰ 30和设置在罐体顶部的尾气出口Ⅰ 31，油气吸附/解吸模块Ⅱ包括罐体Ⅱ 11、设置在罐体Ⅱ 11侧面均布排列且水平相对的解吸进口Ⅱ 28和解吸出口Ⅱ 29、设置在罐体Ⅱ 11底部的油气进口Ⅱ 32和设置在罐体Ⅱ 11顶部的尾气出口Ⅱ 33；所述的罐体Ⅰ10和罐体Ⅱ 11内设置有吸附剂和金属吸附床层34，吸附剂为活性炭、疏水硅胶或分子筛，金属吸附床层34为金属格栅板，金属格栅板通过焊接与罐体Ⅰ10和罐体Ⅱ 11连接，金属格栅的宽度大于吸附剂的直径，便于吸附剂的填充；罐体Ⅰ10和罐体Ⅱ 11侧面的解吸进口Ⅰ26、解吸进口Ⅱ 28和解吸出口Ⅰ27、解吸出口Ⅱ 29的数量均大于二；在油气回收过程中，罐体Ⅰ10和罐体Ⅱ 11内的解吸气从解吸出口Ⅰ27、解吸出口Ⅱ 29流出前会掠过金属吸附床层34与吸附剂接触，由于金属吸附床层34嵌入在填满的吸附剂内，增强了高温解吸气对吸附剂的导热效果，使得解吸气的热量能更好地传递给吸附剂，提高了解吸效率。

所述的油气进入管路上设置有风机16、电磁阀Ⅱ12、电磁阀Ⅳ14、油气浓度仪Ⅰ19和油气浓度仪Ⅲ21，所述的风机16为罗茨鼓风机，风机16分别与电磁阀Ⅱ12、油气浓度仪Ⅰ19和电磁阀Ⅳ14、油气浓度仪Ⅲ21依次连接，并分别与油气吸附/解吸模块Ⅰ和油气吸附/解吸模块Ⅱ的油气进口Ⅰ30及油气进口Ⅱ 32连接。

所述的解吸气进入管路包括与油气吸附/解吸模块Ⅰ的解吸进口Ⅰ26依次连接的电磁阀Ⅰ1、换热器Ⅰ2、电加热器Ⅰ6和温度传感器Ⅰ8及与油气吸附/解吸模块Ⅱ的解吸进口Ⅱ28依次连接的电磁阀Ⅵ18、换热器Ⅱ4、电加热器Ⅱ7和温度传感器Ⅱ9。

所述的解吸油气排出管路包括电磁阀Ⅲ13、电磁阀Ⅴ15、油气浓度仪Ⅴ23和真空泵17，真空泵17为螺杆真空泵，真空泵17与油气浓度仪Ⅴ23串联，并依次通过电磁阀Ⅲ13和电磁阀Ⅴ15分别与油气吸附/解吸模块Ⅰ的解吸出口Ⅰ27和油气吸附/解吸模块Ⅱ的解吸出口Ⅱ 29连接。

所述的尾气排出管路由尾气主管路、尾气换热管路和和尾气旁通管路组成，尾气主管路分别与油气吸附/解吸模块Ⅰ的尾气出口Ⅰ31及油气吸附/解吸模块Ⅱ的尾气出口Ⅱ33连接，尾气主管路上设有油气浓度仪Ⅱ 20、油气浓度仪Ⅳ 22尾气旁通管路上设置有电磁阀Ⅶ 24、电磁阀Ⅷ 25，油气浓度仪Ⅱ 20、油气浓度仪Ⅳ 22分别与电磁阀Ⅶ 24、电磁阀Ⅷ 25连接；所述的尾气换热管路分别与解吸气进入管路的换热器Ⅱ4及换热器Ⅰ2连接，尾气换热管路上设有单向阀Ⅰ 3及单向阀Ⅱ 5，单向阀可以防止吸附尾气流进正在解吸的罐体内；油气浓度仪Ⅱ 20、换热器Ⅱ4、单向阀Ⅰ 3、换热器I 2依次连接；油气浓度仪Ⅳ 22、单向阀Ⅱ 5、换热器Ⅰ 2依次连接，尾气换热管路与换热器连接，可以将油气吸附/解吸模块Ⅰ、油气吸附/解吸模块Ⅱ吸附时产生的热量提供给解吸气进入管路的解吸气，从而减少单纯用电加热器给解吸气升温带来的电力消耗。

所述的控制模块为PLC控制器，控制模块分别与油气进入管路、解吸气进入管路、尾气排出管路和解吸油气排出管路及各电磁阀、温度传感器、油气浓度仪电连接。

所述的新型组合式油气回收系统的油气回收方法，采用在罐体Ⅰ10和罐体Ⅱ 11的侧面均布设置的水平相对的解吸进口Ⅰ26、解吸出口Ⅰ27和解吸进口Ⅱ 28、解吸出口Ⅱ 29，使得水平方向的解吸气流均匀分布，保证吸附剂均匀受热，油气吸附/解吸模块Ⅰ、油气吸附/解吸模块Ⅱ在控制模块的作用下吸附、解吸工作模式切换进行，具体包括如下过程：

a、油气吸附/解吸模块Ⅰ吸附油气：

油气在风机16的带动下进入油气进入管路，控制模块控制油气进入管路的电磁阀Ⅱ12、电磁阀Ⅳ14使油气进入油气吸附/解吸模块Ⅰ的罐体Ⅰ10内，由油气吸附/解吸模块Ⅰ吸附油气；

b、油气吸附/解吸模块Ⅰ解吸油气、油气吸附/解吸模块Ⅱ吸附油气：

控制模块检测到油气吸附/解吸模块Ⅰ的罐体Ⅰ10进出口油气浓度差值小于设定值C1时，控制模块控制解吸气进入管路的电磁阀Ⅰ1使解吸气进入油气吸附/解吸模块Ⅰ的罐体Ⅰ10内进行油气解吸，同时控制模块控制油气进入管路的电磁阀Ⅳ14使油气进入油气吸附/解吸模块Ⅱ的罐体Ⅱ 11内，由油气吸附/解吸模块Ⅱ吸附油气；当控制模块检测到油气吸附/解吸模块Ⅰ解吸出口的油气浓度低于设定值C2时，则油气吸附/解吸模块Ⅰ完成解吸；

c、 油气吸附/解吸模块Ⅰ、油气吸附/解吸模块Ⅱ工作模式切换及循环：

同上，油气吸附/解吸模块Ⅱ在控制模块的作用下进行吸附-解吸工作，如此使油气吸附/解吸模块Ⅰ、油气吸附/解吸模块Ⅱ实现油气吸附-解吸的反复循环。

上述设定值C1、C2均是根据吸附罐的实际吸附性能力设定。

以下为具体实施例的详细工作过程：

工作模式（1）：罐体Ⅰ 10从吸附状态切换到解吸状态的过程如下：

如图3所示，罐体Ⅰ 10进行油气吸附时，PLC控制器程序设定为：罐体Ⅰ 10的油气进口Ⅰ30和尾气出口Ⅰ 31处的油气浓度仪Ⅰ 19及油气浓度仪Ⅱ 20 监测到的进出口油气浓度差值小于设定值C1时，电磁阀Ⅰ 1、电磁阀Ⅲ 13和电磁阀Ⅳ 14打开，电磁阀Ⅱ 12、电磁阀Ⅴ15、电磁阀Ⅵ 18和电磁阀Ⅶ 24关闭，罐体Ⅰ 10切换至解吸状态，罐体Ⅱ 11进入到吸附状态；油气在风机16带动下进入罐体Ⅱ 11，油气在吸附剂的孔隙间流动时，油气中的烃类分子会被吸附在孔隙内而与油气中的其他气体分子脱离，由于吸附会产生大量的吸附热，处理后的尾气因带走了吸附热而有很大的温升，尾气从罐体Ⅱ 11顶部的尾气出口Ⅱ 33进入到换热器Ⅰ2中，与解吸气进行换热，解吸气温度升高，当罐体Ⅰ 10的解吸进口Ⅰ26处的温度传感器Ⅰ 8监测到的解吸气温度超过了T2设定值时（吸附初始时吸附热会很大），PLC控制器发出动作信号，电磁阀Ⅷ 25打开，高温尾气从尾气旁通管路引出去一部分，当温度传感器Ⅰ8监测到的解吸气温度降至低于T1设定值时，PLC控制器发出动作信号，电磁阀Ⅷ 25关闭，这样设置是因为只有解吸气在一定的温度范围内，才能保证良好的解吸效果，并保证吸附剂不会在高温下发生损坏；当尾气不从尾气旁通管路排出去（即电磁阀Ⅷ 25关闭的情况下），温度传感器Ⅰ 8监测到的解吸气温度在设定时间内达不到设定的T1值时（吸附后期吸附热变小，不足以将解吸气温度加热至T1以上），PLC控制器发出控制信号（满足电磁阀Ⅷ25关闭且温度传感器Ⅰ 8监测到的温度值在一定时间内达不到T1设定值），电加热器Ⅰ 6启动工作，使解吸气达到有效解吸所需的温度范围；此外，安装单向阀Ⅰ 3的目的是为了不让吸附尾气流进罐体Ⅰ 10中。

当罐体Ⅰ 10在解吸阶段时，电磁阀Ⅰ 1周期性的打开和关闭，电磁阀Ⅰ 1打开设定的t1时间，罐体Ⅰ 10内补入解吸气；t1时间过去后，电磁阀Ⅰ 1关闭设定的t2时间，电磁阀Ⅰ1在关闭期间，电加热器Ⅰ 6不工作，目的为了防止电加热器Ⅰ 6在不通入解吸气时空载运行造成不必要的电力浪费；罐体Ⅰ 10在进行解吸过程中，真空泵17始终运行。电磁阀Ⅰ 1周期性的打开和关闭，是为了在补入解吸气以后使罐体Ⅰ 10形成封闭的空间，真空泵17才能有效工作。当油气浓度仪Ⅴ 23检测到解吸出口的油气浓度低于设定值C2时，罐体Ⅰ 10完成解吸，此时真空泵17停止工作。

工作模式（2）：罐体Ⅰ 10从解吸状态切换到吸附状态的过程如下：

如图4所示，当罐体Ⅱ 11的油气进口Ⅱ 32和尾气出口Ⅱ 33处的油气浓度仪Ⅲ 21、油气浓度仪Ⅳ 22检测的进出口油气浓度差值小于设定值C1时，罐体Ⅱ 11由吸附状态切换至解吸状态，此时罐体Ⅰ 10已完成解吸（可以通过调节C1和C2的设定值大小，保证一个罐吸附结束时另一个罐已解吸完全），则罐体Ⅱ 11切换至解吸状态时，罐体Ⅰ 10切换至吸附状态，此时电磁阀Ⅱ 12、电磁阀Ⅴ 15、电磁阀Ⅵ 18打开，电磁阀Ⅰ 1、电磁阀Ⅲ 13、电磁阀Ⅳ14、电磁阀Ⅷ 25关闭，尾气旁通管路的电磁阀Ⅶ 24与电磁阀Ⅷ 25的动作原理相同，罐体Ⅰ10、罐体Ⅱ 11此时的工作原理与工作模式（1）中所述相同，此处不再赘述。

本发明未详述部分为现有技术，显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。